Résumé

Journée Technique sur la Désorption Thermique et autres techniques de miniaturisation associées - 18 Septembre 2017

 

Air monitoring & émissions des matériaux : présentation générale des techniques.

Catherine Brasseur
Certech, Belgique

 

La désorption thermique offre de nombreuses possibilités d’échantillonnage, dépendant de l’application. L’évolution de cette technique vers un processus à deux phases de désorption a permis d’étendre considérablement le domaine d’applications, en améliorant la sensibilité et les possibilités pour les études exploratoires jusqu’aux méthodes d’analyses ciblées.

Durant cette session, les différentes étapes et techniques requises pour le contrôle de la qualité de l’air et des émissions de matériaux seront présentées, incluant le conditionnement et l’échantillonnage, jusqu’à l’analyse. Des exemples d’applications seront présentés, couvrant les domaines de la surveillance des expositions environnementales et professionnelles, les matériaux de construction, les analyses d’odeurs ainsi que les exigences de l’industrie automobile.   

 
 

Nouveaux développements en désorption thermique pour l’analyse de l’air et l’analyse automatisée de l’émission de matériaux.

Yunyun Nie
Gerstel GmbH, Allemagne

 

L'extraction thermique combinée avec GC / MS est une méthode bien établie pour la détermination des COV et des SVOC à partir de matériaux utilisés à l'intérieur et dans les véhicules. Contrairement aux méthodes d'extraction par solvant, l'extraction thermique n'atteint pas l'équilibre. La qualité des résultats dépend fortement de la température, du temps, du flux de gaz et de la préparation des échantillons.

Cette présentation se concentre principalement sur l'influence de la température et sur les nouvelles façons de la valider à des fins de contrôle de la qualité. Les méthodes de micro-échelle de caméra jusqu'à 1L de volume sont fréquemment utilisées pour le dépistage des émissions des matériaux. Une solution automatisée pour l'échantillonnage et la détermination des COV et des aldéhydes aéroportés (DNPH) sera présentée.

Enfin, une nouvelle méthode basée sur l'échantillonnage en ligne et la dérivation du formaldéhyde sur TenaxTA sera présentative, montrant l'utilisation de la désorption thermique GC / MS pour la détermination du Formaldéhyde. Les exemples présentés sont: granulés PP, mousse PU, cuir, peinture, tapis, produits en bois et liquides d'e-cigarettes.

 

Application de la désorption thermique à la mesure de composés organiques semi-volatils dans les particules en suspension dans l’air intérieur.

Fabien Mercier
LERES, France

 

Les personnes sont exposées à de multiples polluants, en particulier à l'intérieur. Dans la perspective d'une évaluation cumulative des risques, une méthode multi-résidus a été développée pour l'analyse simultanée dans les particules atmosphériques de plusieurs classes de composés organiques semi-volatils (semi-volatile organic compounds, SVOCs), de l’état de trace aux composés hautement concentrés.

La méthode a été basée sur la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem (GC/MS/MS) et la désorption thermique (thermal desorption,TD), une méthode en-ligne alternative aux techniques d'extraction classiques hors ligne qui nécessitent des quantités relativement importantes d'échantillon et de solvant organique, et impliquent généralement des procédures multi-étapes laborieuses et longues.

Cette méthode TD-GC/MS/MS est simple et efficace. Elle offre de nombreux avantages par rapport aux méthodes classiques, y compris l’absence de solvants organiques, le temps et le coût d'analyse réduits, et un débit d'analyses élevé, ce qui le rend approprié pour des programmes de surveillance environnementale ou des études à grande échelle.

 

La thermo désorption-GC multidimensionnelle couplée à la spectrométrie de masse haute résolution (TD-GCxGC-HRTOFMS) pour les applications biologiques.

Jean-François Focant
Université de Liège, Belgique

 

Le piégeage efficace, la séparation et l'identification des composés organiques volatils (COVs) produits lors de processus biologiques complexes nécessitent l'utilisation de techniques multidimensionnelles telles que TD-GCxGC- (HR)-TOF-MS. Nous l'utilisons actuellement pour créer de grandes matrices de données qui sont ensuite traitées pour différencier statistiquement les classes d'échantillons dans plusieurs applications médicales et médico-légales.

 

Evaluation et application de la SPME en comparant différents volumes de fibre.

Jason Herrington
Restek Corp, Etats-Unis

 

Les fibres de micro extraction en phase solide (SPME) ont été développées/brevetées par Janusz Pawliszyn en 1990 et vendues par Supeclo jusqu'en 2014. La technologie SPME est restée inchangée au cours des 26 dernières années et est soumise à des inconvénients importants: stabilité mécanique limitée et faible volumes de phase. L’Arrow PAL SPME a été développée pour surmonter les lacunes susmentionnées.

Elle a un diamètre extérieur de 1,1 mm. Par rapport aux diamètres traditionnels des fibres SPME de ~ 0,5 mm, l’Arrow SPME a une surface de phase de sorption relativement plus grandes (jusqu'à 6x) et des volumes (jusqu'à 20x comme indiqué dans la figure ci-dessous). En outre, la pointe en forme de flèche facilite la pénétration en douceur du flacon et du septa de l’injecteur, et la conception de la flèche protège complètement la fibre, réduisant ainsi les influences défavorables et la perte d'analytes pendant les processus de transfert.

La présentation suivante fournira une évaluation des flèches PAL SPME et une comparaison côte-à-côte avec les fibres SPME traditionnelles. Une application à ISO 17943, qui met en avant les avantages revendiqués de SPME Arrows sera également présentée.

 


Workshop SBSE - Mardi 19 septembre 2017

 

Techniques de sorption pour l’analyse de parfums, arômes et produits naturels.

Carlo Bicchi
Laboratory of Phytoanalysis, University of Turin, Italy

 

La Sorption est une méthode de concentration pour la préparation d'échantillon qui est devenue recemment très répandue. Les premières applications aux produits naturels et aux produits alimentaires datent du début des années quatre-vingt; Depuis, la sorption a connu un développement continu. Cette présentation discute la contribution des techniques de sorption à l'évolution de la préparation des échantillons également en vue du développement des systèmes d'analyse totale (Total Analysis Systems, TAS).

Les accomplissemens de la sorption seront illustrées avec des exemples dans différents domaines allant des premières expériences avec des pièges tubulaires ouverts (Open Tubular Traps, OTT) à des techniques de grande capacité de concentration telles que SBSE, HSSE, sorptive Tape Extraction (STE)) et SE-HSSE (Solvent Enhanced-Headspace Sorptive Extraction).

 
     

Concentration d'ICE liée à une barre d'agitation extractive (ICECLES).

Brian Logue
Département de chimie & biochimie, South Dakota University, Etats-Unis

 

La capacité de déterminer les contaminants à des niveaux de concentrations d’«ultratraces» est extrêmement importante, mais actuellement difficile, pour de nombreux types d'analyses, y compris l'approvisionnement en eau potable.

Notre technique récemment mise au point : la concentration de gel associée à la microextraction sur barreau (ICECLES) est une étape importante vers l'analyse de routine des ultratraces. ICECLES (ICE Concentration Linked with Extractive Stirrer) combine les techniques hautement complémentaires de la microextraction sur barreau (Stir Bar Sorptve Extraction, SBSE) et une technique de concentration peu connue appelée concentration de gel (Freeze Concentration, FC). Au cours d'ICECLES, les solutés sont concentrés dans la solution restant liquide lorsque l’échantillon est congelé et agité vigoureusement avec un barreau aimanté enrobé de phase adsorbante.

Actuellement, ICECLES a permis d’atteindre des limites de détection de l’ordre du pg/L et des améliorations de signal allant jusqu'à 1000 fois par rapport à SBSE. Nous allons donner un aperçu d’ICECLES et montrer son excellente applicabilité pour l'analyse d’ultratraces et l'étude des aliments/ saveurs.

     

SBSE assistée par solvant en utilisant du PDMS Imbibé pour l’amélioration de l’enrichissement de composés polaires dans l’eau.

Nobuo Ochïai
Gerstel KK, Japon

 

Une nouvelle technique solvent-assisted stir bar sorptive extraction (SA-SBSE) a été développée pour un enrichissement amélioré des solutés polaires dans des échantillons aqueux. Un Twister PDMS classique a été imbibé dans plusieurs solvants avec log Kow allant de 1,0 à 2,0 avant l'extraction. Après extraction, on a procédé à la désorption thermique - chromatographie en phase gazeuse (spectrométrie de masse en tandem) (TD-GC- (MS /) MS) ou à la désorption liquide - injection de grand volume (LD-LVI) -GC-MS.

Par rapport au SBSE conventionnel, le SA-SBSE utilisant de l'éther diéthylique, du dichlorométhane et de l'éther diisopropylique a fourni une efficacité d'extraction plus élevée à partir d'échantillons aqueux pour les solutés avec log Kow <2,0. La performance de la méthode SA-SBSE est illustrée par des analyses de composés aromatiques dans les boissons et des pesticides dans le vin.

     

Couplage de l’extraction SBSE à l’analyse directe en temps réel (DART) / spectrométrie de masse haute résolution (HRMS) : quelques exemples applicatifs.

Maxime Bridoux
Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives, France

 

Les entreprises minières ou de conversion chimique produisant de l’uranium sont, soumises à une forte règlementation environnementale visant à réduire l’impact de leurs sites sur le milieu naturel. Dans ce contexte industriel et de surveillance de la qualité de l’environnement, ce travail a porté sur le développement d’une méthode d’analyse quantitative, rapide, incluant une étape de prélèvement in-situ pour des extractants entrant dans le cycle du combustible nucléaire.

Pour être cohérent avec un objectif de respect environnemental, et compte tenu des nouvelles techniques mises à disposition, il a été choisi une technique de prélèvement réduisant l’utilisation de solvants, conforme aux préceptes d’une chimie plus « verte », alliée à une technique analytique reposant sur le couplage d’une source d’ionisation ambiante de type DART (Direct Analysis in Real Time) à de la spectrométrie de masse à haute résolution (LTQ Orbitrap XL™). La technique de prélèvement choisie a été l’extraction par polymère déposé sur barreau agitateur aimanté, plus généralement connue sous le sigle « SBSE » (Stir Bar Sorptive Extraction). Une fois les analytes extraits de la matrice par le barreau SBSE (appelé Twister™), celui est positionné dans le flux d’atomes d’hélium excités et chauffés à 300 °C. Les atomes d’hélium métastables  (He*) sont alors projetés sur le polymère ayant extrait les analytes et provoquent aussi bien la vaporisation des analytes que leur ionisation par transfert d’énergie. Les points forts de la méthode développée sont l’identification quasi-instantanée des analytes par spectrométrie de masse haute résolution (Orbitrap) ainsi que leur quantification par l’intermédiaire d’une dilution isotopique. Celle-ci présente ainsi une alternative simple et économique aux échantillonnages ponctuels pour obtenir une estimation réaliste de la contamination des eaux de surface et souterraines par des micropolluants organiques.

Ces procédures sans solvants et sans produits chimiques sont particulièrement adaptées à des applications opérationnelles nécessitant une logistique et des contraintes de transport minimales.

     

Octopus : Trouver les sources de pollutions dans les réseaux d’eaux usées.

Christophe Tondelier
Recherche & Innovation Veolia, France

 

Octopus est un outil de prélèvement intégratif en silicone adapté au réseau d’assainissement. Il permet de capter des contaminants organiques dans ce milieu hétérogène.  Son utilisation intervient en support des actions de police des réseaux visant à localiser les sources de contaminations des eaux usées, pouvant être à l’origine de non-conformités sur les rejets et les boues des stations d’épuration.

     

Les apports de la SBSE et de la thermo-désorption pour la surveillance des contaminants en tonnellerie.

Bertrand Leauté
Laboratoire d’Expertises Conseils, Cognac, France

 

L’élevage des vins en barrique est un luxe réservé aux vins à forte valeur ajoutée, la surveillance des contaminants de type HaloAnisoles & HaloPhénols est devenu un enjeu majeur pour les tonneliers.

La sensibilité et la versatilité de la SBSE et la TD-GCMS ont permis au LEC de développer des approches performantes pour répondre aux attentes spécifiques de cette filière qui vont de l’analyse de la matière première jusqu’à la validation du produit fini.

     

La SBSE appliquée à l’équipement de protection individuelle contre les menaces NBC.

Gilles Richner
Spiez Laboratory, Suisse

 

Les premiers intervenants et les soldats devraient pouvoir s'acquitter de leurs tâches dans les conditions de travail les plus sûres, même lorsqu'ils opèrent dans des environnements contaminés chimiquement ou sous des menaces NRBC. L'efficacité de l'équipement de protection individuelle (IPE) NRBC est évaluée dans une chambre d'essai simulant un champ contaminé, où des échantillonneurs passifs (par exemple SBSE) sont placés à l'intérieur de l'IPE pour mesurer la dose d'exposition locale de la peau.

     

Analyse multi-classes de micropolluants organiques par SBSE suivie de chromatographie gazeuse couplée à la spectrométrie de masse en tandem.

Yvan Gru
Inovalys, France

 

Une méthode d’analyse utilisant la technique d’extraction SBSE sur barreau aimanté associée à la chromatographie gazeuse et spectrométrie de masse en tandem a été développée et validée dans les matrices eaux douces pour l’analyse de composés organiques multi-classes (HPA, PBDE, PCB, pesticides organochlorés, pesticides organophosphorés, etc). Une étude de l’impact des matières en suspension (MES) a également été menée pour évaluer le domaine d’emploi de cette méthode, et ainsi vérifier le potentiel d’extraction de la SBSE vis-à-vis des fractions dissoute et particulaire d’une eau superficielle.

     

Nouvelle application SBSE pour l’analyse de composés émergeants dans l’eau avec le Continuous Flow Integrative Sampler.

Julio Llorca
Labaqua, Espagne

 

L'analyse des échantillons ponctuels ne fournira qu'une image instantanée de la concentration dans l'environnement. Les dispositifs comme échantillonneurs passifs et systèmes intégratifs ont été développés pour la surveillance des contaminants organiques dans les milieux aquatiques et permettent d'obtenir une concentration moyenne sur l'exposition à long terme.

Des échantillonneurs intégratifs à flux continu (Continuous flow integrative sampler, CFIS), utilisant le PDMS sous le format commercial Twister comme sorbant et la désorption thermique comme méthode analytique, ont été utilisés pour déterminer les concentrations moyennes de polluants émergents et prioritaires non polaires dans les échantillons d'eau.

     

Application de la SBSE à la quantification des pesticides et des composés perturbateurs endocriniens dans les fluides biologiques.

Marie-Laure Bayle
Rovaltain Research Company, France

 

Les pesticides et les perturbateurs endocriniens sont des contaminants environnementaux connus. Parce qu'ils sont omniprésents, les organismes vivants peuvent être exposés pour un temps court ou plus long. Cette exposition peut être révélée par l'analyse de biofluides spécifiques tels que l'urine ou le plasma.

Cette étude porte sur l'utilisation de la SBSE pour l'analyse du bisphénol A dans les urines et une méthode multi-résidu pour l'analyse des pesticides dans les urines.


LES PARTENAIRES DU SBSE 2017

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lagazette leco restek ric rubix